DE1905265A1

DE1905265A1 - Ventilanordnung mit thermischem Motor

Info

Publication number: DE1905265A1
Application number: DE19691905265
Authority: DE
Inventors: Kalman Shmueli; Scott Robert T
Original assignee: INTERNATIONAL CONTROLS CORP
Current assignee: INTERNATIONAL CONTROLS CORP
Priority date: 1968-08-19
Filing date: 1969-02-04
Publication date: 1970-04-16
Also published as: IL31546A0; BE727895A; DE1905265B2; US3537678A; GB1227114A; FR2015864A1

Description

INTERNATIONA! CONTROLS CORP., 88 Clinton Road, Fairfield,

New Jersey, U.S.A.

Ventilanordnung mit thermischem Motor

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einem einen äußeren Zylinder und einen innen bezüglich des Zylinders axial verschiebbaren Kolben umfassenden thermischen Motor.

Die Betätigung von Ventilanordnungen durch thermische Motoren ist bekannt. Unter thermischen Motoren werden dabei solche Arbeitsvorrichtungen verstanden, welche zugeführte Wärmeenergie in mechanische Energie umsetzen. Die Wärmeenergie kann beispielsweise durch elektrische Heizung zugeführt werden, wodurch ein geeignetes Material zur Ausdehnung veranlaßt wird. Dieses sich ausdehnende Materi al wirkt dann auf einen Kolben oder dgl. zur Umsetzung in eine verwertbare, mechanische Bewegungsenergie. Die bekannten durch thermische Motoren gesteuerten Ventile weisen jedoch.etliche Nachteile auf. Insbesondere arbeiten die bekannten

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thermischen Motoren nicht präzise genug, und es ist auch nicht möglich, ein adäquates öffnen der Ventile zu erreichen, wenn dem thermischen Motor nur geringfügige Wärmemengen zugeführt werden. Kolben und Zylinder der bekannten thermischen Motoren neigen auch erheblich zum Wackeln gegeneinander, so daß dadurch eine präzise axiale Bewegung, welche notwendig ist, um einen Ventilverschluß von seiner Schließin seine Offen-Steilung zu bewegen, bei den bekannten Ventilanordnungen nicht erreichbar ist*

Weiterhin ist es. bei den bekannten Ausführungen von Nachteil, daß die thermischen Motoren mit Kühlrippen und dgl. auf der Außenfläche versehen sein müssen, so daß sich unerwünschte Komplikationen bei der Montage solcher thermischer Motoren in den Ventilanordnungen ergeben, wenn die thermischen Motoren ausreichend gekühlt werden sollen.

Diese Nachteile werden dur.ch die Erfindung behoben.

Hierzu weist die erfindungsgemäße Ventilanordnung ein Gehäuse auf, in welchem der thermische Motor angeordnet ist. Der thermische Motor umfaßt einen Zylinder und einen Kolben, wobei Zylinder und Kolben axial gegeneinander verschiebbar sind. Der Kolben weist sich in Längsrichtung erstreckende Teile von unterschiedlichem Durchmesser auf, welche , jeweils flüssigkeitsdicht abgedichtet, durch die Endwandungen

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des Zylinders hindurchtreten. Innerhalb des Zylinders ist ein ausdehnungsfähiges Material untergebracht, welches sich in Abhängigkeit von einer Temperaturerhöhung ausdehnt, so daß Kolben und Zylinder gegeneinander verschoben werden. Weiterhin umfaßt der thermische Motor eine Heizung für die Zufuhr von Wärme zu dem im Zylinder enthaltenen, ausdehnungs- ™

fähigen Material, damit auf diese Weise die Teile des Motors gegeneinander bewegt werden können. Das Gehäuse der Ventilanordnung weist einen ring- förmigen Ventilsitz auf, durch welchen die Flüssigkeit fließen kann, wenn die Ventilanordnung in die offene Position verbracht ist. Außerdem ist ein Ventilverschluß vorgesehen, der auf den Ventilsitz zu oder von diesem weg bewegbar ist, derart, daß der Ventilverschluß bei seiner Bewegung auf den Ventilsitz zu oder von diesem hinweg die Ventilanordnung schließt oder öffnet. Eines der vorstehend genannten Teile des thermischen Motors arbeitet mit i

dem Ventilverschluß zusammen, derart, daß der letztere von seiner Schließposition in seine Öffnungsposition bewegt wird, wenn die Temperatur des ausdehnungsfähigen Mediums innerhalb des Zylinders ansteigt, so daß auf diese Weise das öffnen und Schließen der Ventil- · anordnung in Abhängigkeit von der Temperatur des ausdehnungsfähigen Materials innerhalb des Zylinders gesteuert wird. Da der Kolben, oder genauer gesagt, die als eine Art Kolben wirkende Stange mit einem als Arbeitsfläche dienenden Absatz im Innenraum des Zylinders, auf beiden Enden durch die Endwandungen des Zylinders

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geführt wird, wird eine außerordentlich genaue Steuerung der Ventilanordnung erzielt. Zusätzlich wird durch die Ausbildung der ringförmigen Arbeisfläche innerhalb des Zylinders an der Stelle, wo die beiden Teile des Kolbens von unterschiedlichem Durchmesser aneinandertreffen,ein relativ großer Bewegungsweg für den Ventilverschluß erreicht, auch wenn innerhalb des ausdehnungsfähigen Mediums nur eine relativ geringe Temperaturerhöhung erzeugt wird.

Auf diese Weise wird in vorteilhafter Art erreicht, daß der Ventilverschluß in außergewöhnlich exakter Art geführt wird und frei von irgendeinem Wackeln oder dgl. ist.

Außerdem wird erfindungsgemäß eine vorteilhafte Ventilanordnung geschaffen, mittels welcher ein sehr genaues öffnen des Ventils bei nur geringfügiger Temperaturerhöhung innerhalb des ausdehnungsfähigen Materials im thermischen Motor erreichbar ist. Außerdem wird durch die Erfindung eine Vorrichtung· geschaffen, bei welcher für den thermischen Motor keine Kühlrippen oder dgl. erforderlich sind; vielmehr ergibt sich eine außerordentlich einfache Konstruktion, bei welcher der thermische Motor in der Ventilanordnung sehr vorteilhaft einjustiert werden kann.

Vorteilhaft ist schließlich, daß der thermische Motor

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, austauschbar für verschiedene Arten von Ventilanordnungen ist, so daß lediglich eine Ausführungsform des thermischen Motors produziert werden muß, die dann für eine Vielfalt verschiedenartiger Ventilanordnungen geeignet ist. "

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Hierbei zeigt: .

Pig. 1 eine schematische Darstellung des thermischen Motors,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Ventilanordnung nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere t

Ausführungsform einer Ventilanordnung nach der Erfindung,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang Linie 4-4- in Fig. 3 in Richtung der Pfeile,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Ventilanordnung nach der Erfindung, und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Ventilanordnung nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist zunächst ein thermischer Motor 10 gemäß

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der Erfindung dargestellt, welcher zur Verwendung in allen nachfolgend beschriebenen, verschiedenartigen Ventilanordnungen geeignet ist. Dieser thermische Motor 10 besitzt einen Außenzylinder 12, und einen Kolben 14, wobei Kolben und Zylinder gegeneinander axial verschiebbar sind. Der Kolben 14 besteht aus zwei sich in Längsrichtung erstreckenden Teilen 16 und 18 von unterschiedlichem Durchmesser, welche flüssigkeitsdicht durch die sich einander gegenüberliegenden Endwandungen des Zylinder 12 hindurchtreten. Am Orte des Zusammentreffens der beiden Teile 16 und 18 von unterschiedlichem Durchmesser bildet sich eine ringförmige Schulter 20 innerhalb des Innenraums des Zylinders 12, welche als Arbeitsfläche des Kolbens dient. Der Innenraum des Zylinders 12 ist mit einem ausdehnungsfähigen Stoff gefüllt, beispielsweise mit einem geeigneten Wachs bekannter Art, welches die Eigenschaft besitzt, sich bei Temperaturerhöhungen auszudehnen. Das Wachs kann ein natürliches Wachs oder auch ein synthetisches Wachs sein. Ganz allgemein kann der ausdehnungsfähige Stoff ein beliebiges, thermisch ausdehnbares Material sein, wenn dieses bezüglich des Expansions- und Kontraktions- ' Zyklus reversibel ist.

Um eine Temperaturerhöhung in dem Wachs erzielen zu können, ist eine Heizung 22 innerhalb des Zylinders

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angeordnet, wie dies schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Die Heizung kann auf elektrischem Wege betätigt werden, wie dies beispielhaft im dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, jedoch könnten natürlich auch Heizschlangen mit einer durch- " strömenden Heizflüssigkeit oder dgl. vorgesehen werden. Der in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Heizung wird elektrische Leistung über die Leitungen 24 züge- -führt,welche flüssigkeitsdicht durch eine Endwandung des Zylinders 12 nach außen treten, und dort in einen elektrischen Kreis geschaltet sind, welcher eine Spannungsquelle 26 umfaßt, sowie einen Thermostaten, einen Zeitgeber oder ein ähnliches Steuermittel T, durch welches der Kreis automatisch geschlossen wird, wenn eine bestimmte Temperatur erreicht ist, oder wenn eine bestimmte Zeit verflossen ist. Durch das Schließen des Kreises wird dann der Heizung 22 elektrische a Leistung zugeführt, wodurch sich das Material innerhalb des Zylinders 12 ausdehnt, und auf die Arbeitsfläche 20 des Kolbens einwirkt. Dadurch werden Zylinder 12 und Kolben 14 axial zueinander verschoben. Außer der schon erwähnten, andersartigen Ausführung der Heizung in\einer zirkulierenden Heizflüssigkeit könnte beispielsweise aucbjeine Induktionsheizung vorgesehen werden. Da die Arbeitsfläche 20 durch die ringförmige Schulter zwischen den beiden Teilen

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und 18 des Kolbens von verschiedenem Durchmesser, gebildet wird, resultiert schon aus einer kleinen Temperaturerhöhung innerhalb des Zylinder eine relativ große axiale·Bewegung. Da der Kolben 14 in beiden gegenüberliegenden Endwandungen des Zylinders 12 geführt wird , wird eine sehr präzise, wackelfreie Führung des verschiebbaren Gliedes des thermischen Motors erzielt.

Die in Fig. 2 dargestellte Ventilanordnung 30 umfaßt das Ventilgehäuse 32, welches in seinem Inneren den Ventilsitz 34 aufweist. Ein Ventilverschluß 36 wird durch eine Feder 38 gegen den Ventilsitz gedrückt, wobei die Feder derart wirkt, daß sie die Ventilanordnung 30 in Schließposition zu halten bestrebt ist.

Auf der Oberseite des Gehäuses 32 ist ein Ring 40 vorgesehn, der mittels Bolzen 42 befestigt ist. Außerdem ist ein geeigneter Dichtungsring 44 zwischen dem Gehäuse und dem Ring 40 vorgesehen. Innerhalb des Ringes 40 ist eine sich längs erstreckende, rohrförmige Hülse 46 angeordnet, welche in den Ring 40 eingeschraubt ist, wie in Fig. 2 dargestellt, und welche gleichfalls dichtend mit dem Dichtungsring 44 zusammenwirkt. In das Innere dieser Hülse 46 ist der Zylinder 12 einjustiert, wobei der Teil 16 des Kolbens 14 mit dem größeren Durchmesser auf den Ventil-

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Verschluß 36 zu gerichtet und an diesen anschließend angeordnet ist. An seinem oberen Ende weist der Zylinder 12 eine Nut auf, in welcher ein Dichtungsring 48 liegt, welcher an der inneren Oberfläche der Hülse 46 gleitet. Auf das mit einem Gewinde ver- ,

sehene obere Ende der Hülse 46 ist eine Kappe 50 ,"

aufgeschraubt. In diese Kappe 50 ist dann weiterhin ein rohrförmiges Glied 52 eingeschraubt, durch welches die Leitungen 24 eintreten.

Wenn bei der beschriebenen Anordnung innerhalb des Zylinders 12 die Temperatur erhöht wird, dadurch daß der Heizung 22 Energie zugeführt wird, wird der Kolben 14 nach unten bewegt, so daß er den Verschluß 36 erfaßt und diesen entgegen der Wirkung der Feder 38 in die Offnungsposition der Ventilanordnung bewegt, wodurch dann die Flussigkei^dlirch^d^ter-Ve anordnung hindurch aus der Einlaßkammer 54 in die Auslaßkammer 56 strömen kann.

Diese Kammern können dann an beliebige , geeignete Flüssigkeitsführungen angeschlossen sein. Der ganze Ring 50 kann gedreht werden, so daß die Stellung der Hülse 46 bezüglich ihres Winkels einstellbar ist. Die Hülse 46 trägt an ihrem unteren rechten Ende, wie in Fig. 2 gut zu erkennen ist, ein Drosselungsglied 58, mit welchem bei einer Verstellung der Winkelposition der Hülse 46 auf der bezüglich des Ventilsitzes 34 stromabwärtsgelegenen Seite die Strömung

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drosselbar und damit steuerbarlist«

Das rohrförmige Glied 52 kann in Richtung der Längsachse des Zylinders 12 durch Schrauben in einem größeren oder geringeren Ausmaß verstellt werden, wodurch die Strecke eingestellt werden kann, über welche der Kolben 14 sich bei der Bewegung des Ventilverschlusses 36 bewegen kann. Auf diese Weise kann dann also der Hub des thermischen Motors, welcher die Ventilanordnung steuert, einreguliert werden. Es ist ohne weiteres einsehbar, daß der Zylinder 12 durch den Druck der sich ausdehnenden Flüssigkeit innerhalb des Zylinders nach oöen gedrückt wird, während der Kolben 14 nach unten gedrückt wird. Da jedoch die Aufwärtsbewegung des Zylinders 12 durch das rohrförmige Glied 52 gestoppt wird, kann nur der Kolben sich bewegen und damit das Ventil öffnen. Wenn dam die Temperatur des Stoffes innerhalb des Zylinders 12 wieder sinkt, dehnt sich die Feder 38 wieder aus, wodurch das Ventil geschlossen und der Kolben 14 in seine Startposition zurückgeführt wird.

Bei der in Pig. 2 dargestellten Ausfuhrungsform der Erfindung fließt die durch das Ventil zu stensrnde Flüssigkeit durch das Ventil hindurch, ohne üle Richtung zu ändern. Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ändert die hindurch-

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tretend· Flüssigkeit jedoch ihre Richtung um 90°. Die Ventilanordnung 60 gemäß Fig. 3 umfaßt ein Ventilgehäuse 62, welches einen unteren Einlaß 64 und einen oberen Auslaß 66 besitzt. Weiterhin besitzt das Ventilgehäuse eine Ventilsitzanordnung 68, welche in ihren Einzelheiten weiter unten beschrieben wird. Das Ventilgehäuse weist weiterhin " einen rohrförmigen Abschluß 70 auf, welcher in den oberen Teil des Ventilgehäuses eingeschraubt ist. Zwischen den beiden genannten Teilen ist ein geeigneter Dichtungsring 72 , vorzugsweise zwischen einem Flansch des rohrförmigen Abschlusses 70 und dem Gehäuse 62 angeordnet. Der obere Teil des rohrförmigen Abschlusses 70 weist eine öffnung für die Leitungen 24 auf und weiterhin eine Belüftungsöffnung, welche mit einem Stöpsel 74 verschlossen werden kann. Im Inneren des rohrförmigen Abschlusses 70 ist der obere Teil des Zylinders 12 angeordnet, welcher in diesem Fall an seinem oberen Ende auch a eine Ringnut aufweist, in welche der Dichtungsring 76 eingepaßt ist, welcher an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Abschlusses 70 entlanggleitet. Weiterhin ist innerhalb des rohrförmigen Abschlusses 70 eine Feder 78 vorgesehen, welche den Zylinder 12 nacn unten drückt. Das untere Ende des Zylinders 12 ist als Verschlußstück für die Ventilanordnung ausgebildet. Zu diesem Zweck kann der untere Teil

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ζ. B. mit einem nach auswärts weisenden Plansch versehen sein. Es kann auch eine zusätzliche Ventilverschlußplatte 80 fest an der unteren Seite des Zylinders 12 angeordnet sein,welche dann als Ventilverschluß dient. An der Platte oder dem Plansch 80 ist dann fest ein Dichtungsring 88 angebracht.

Sowohl aus Pig. 4 als auch aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die Ventilsitz-Anordnung 68 ein zylindrisches Teil 82 umfaßt, welches an seiner Oberseite einen nach auswärts gerichteten Plansch 84 trägt, an dessen ünterflache ein Dichtungsring 86 fest befestigt ist. Der Plansch 84 liegt mit seiner Oberfläche an dem Dichtungsring 88 an. Das zylindrische Teil 82 ist an seinen beiden Seiten offen und trägt an seinem unteren Ende fest verbunden eine querliegende Tragstange 90, in welcher eine zentrale Öffnung 17 vorgesehen ist, in welche ein Vorsprung 93 am unteren Ende des Teiles 16 mit dem größeren Durchmesser des Kolbens 14 hineinragt. Daa zylindrische Teil 82 ist mit zwei großen, diametral gegenüber angeordneten Kerben 92, wie dargestellt, oder mit ähnlichen ' geeigneten öffnungen versehen, so daß die Flüssigkeit hindurchtreten kann.

Wenn bei dieser Ausführungsform nun die Temperatur des Stoffes innerhalb des Zylinders 12 erhöht wird,

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wird in der oben geschilderten Weise durch die Relativbewegung von Kolben und Zylinder der Zylinder 12 nach oben, entgegengesetzt zur Kraft der Feder 78, gedruckt, wobei der Kolben 14 unverändert und in Verbindung mit der Ventils it zanordnung 68 ((J

verbleibt. Auf diese Weise wird also der Verschluß 80 vom Ventilsitz hinwegbewegt und das Ventil geöffnet. Wenn umgekehrt die Temperatur in dem Stoff innerhalb des Zylinders 12 wieder absinkt, wird sich die Feder 78 wieder ausdehnen, und das Ventil in seine Schließstellung zurückkehren. Der Kolben 14 weist eine axiale Bohrung 14a auf, die sich über die ganze Länge erstreckt. Diese Bohrung 14a dient zum Druckausgusich. Im einzelnen fließt also eine gewisse Menge der Flüssigkeit , die durch das Ventil gesteuert wird, durch die Bohrung in einer Richtung vom Ventilsitz weg, wenn das Ventil geschlossen wird, und in eine "

Richtung zum Ventilsitz hin, wenn das Ventil geöffnet _: wird. Es sei auch bemerkt, daß die Bohrung 14a als Führung für eine Heiz- oder Kühl-Flüssigkeit dienen kann.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung zeigt einen thermischen Motor ähnlich dem in Fig. 3 . Dieser thermische Motor bildet einen Teil einer Ventilanordnung, bei welcher die Flüssigkeit

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durch die Ventilanordnung hindurchfließt ohne ihre Richtung zu ändern, ähnlich also dem Fall der in Pig. 2 dargestellten Ausfuhrungsform. Die Ventilsitzanordnung 68' ist ähnlich der in den Figuren 3 und dargestellten, wobei der Plansch 84-' an dem Dichtungsring 88' anliegt, welcher durch den Flansch oder die Platte 80' getragen wird. Zum Zwecke des Druckausgleiches in Verbindung mit der Axialbohrung 14 a durch den Kolben 14, ist ein Adapter 110 vorgesehen, welcher in einer Ringnut einen Dichtungsring 111 aufweist. Der Adapter ist auf den Zylinder 12 aufgesetzt. Auf diese Weise wird mittels des Dichtungsringes eine Gleitdichtung hergestellt, in der Art, wie sie in Pig. 3 durch den Dichtungsring 76 bewirkt wurde, währerdder MciituEgsring 76 in der Ausführungsform gemäß Pig. 5 nunmehr als statische Dichtung wirkt. Es ist damit verständlich, daß bei dieser Ausführungsform, wenn das ausdehnungsfähige Material im Zylinder 12 sich ausdehnt, der Zylinder nach oben bewegt wird, entgegengesetzt der Federkraft 78, weg von dem Ventilsitzflansch 84', wodurch das Ventil geöffnet wird und' die Flüssigkeit durch das Ventil vom Einlaß 94 zum Auslaß 96 der Ventilanordnung strömen kann.

In Fig. 5 ist weiterhin dargestellt, wie der rohrförmige Abschluß 70' in dieser Ausführungsform mit einem sich nach unten erstreckenden Drosselsteuerglied 98 versehen werden kann. Zu diesem Zweck ist der

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rohrförmige Abschluß 70' durch ein Gewinde innerhalb des Ringes 40' gehalten, welcher an dem Ventilgehäuse 100 mittels der Bolzen oder Schrauben 42 befestigt ist,

wie dies oben in Verbindung mit Pig.~ΪΓbeschrieben—

wurde. Auf diese Weise wird es möglich, wiederum die Winke!position des Drosselsteuergliedes 98 einzustellen, welches auch in diesem Fall auf der Stromabwärtsseite der Ventilsitzanordnung gelegen ist.

In Fig. 6 ist eine weitere Ventilanordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Anordnung weist ein Ventilgehäuse 62 mit einem unteren Einlaß 64 und einem oberen Auslaß 66, ähnlich wie in Fig. 3, auf. Das untere Ende des Zylinders 12 bildet selbst das Verschlußglied der Ventilanordnung. Zu diesem Zweck ist der untere Teil mit einer Ringschulter versehen, in welcher ein Dichtungsring 110 untergebracht ist. Das Ventilgehäuse 62 ist mit einem rohrförmigen Abschluß bzw. Rohrteil 170 versehen, welcher in das obere Ende des Gehäuses zusammen mit einem Dichtungsring 72 eingeschraubt ist. Dieser Dichtungsring 72 liegt zwischen dem Rohrteil 170 und dem Gehäuse 62. Das obere Ende des Rohrteiles 170 ist durch einen Stöpsel 171 verschlossen, welcher durch eine ringförmige Schulter 172 an der inneren Wandung des Rohrteiles 170 getragen wird. Um den Stöpsel 171 fest an seinem Platz zu halten, ist die obece Kante 173 des Rohrteiles 170 gegen den Stöpsel 171 abge-

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bogen, um weiterhin die Konstruktion auch flüssigkeitsdicht zu halten, weist der Stöpsel 171 eine Ringnut auf, in welcher ein Dichtungsring 174 liegt. Der Stöpsel 171 weist weiter eine Öffnung auf, durch welche die Leitungen 24 hindurchtreten. Der sich längs erstreckende Teil 18 des Kolbens wird in einer Bohrung 175 des Stöpsels 171 aufgenommen und an einer wesentlichen axialen Bewegung durch die Lagerbüchse gehindert, welche an dem Kolbenteil 18 befestigt ist, sowie durch einen Sprengring 177, welch letzterer in einer Ringnut der Bohrung 175 festgehalten wird. Es ist auch eine Feder 78 in dem Rohrteil 170 gelegen, wobei das obere Ende dieser Feder 78 gegen den Stöpsel 171 gedrückt wird, unidas untere Ende der Feder 78 den Zylinder 12 abwärtsdrückt.

Wenn in dieser Konstruktion die Temperatur des Stoffes innerhalb des Zylinders 12 ansteigt, wird durch die dadurch auftretende Kraft der Zylinder 12 aufwärtsbewegt, entgegen der Kraft der Feder 78, wodurch das Ventil geöffnet wird. Umgekehrt dehnt sich die Feder 78 wieder aus und bringt den Zylinder 12 zurück in die Schließposition des Ventils, wenn die Temperatur des Stoffes innerhalb des Zylinders 12 wieder abnimmt. V/ie in den anderen geschilderten Ausführungsformen ist auch hier der Kolben 14 mit einer axialen Bohrung 14a versehen, die sich über die ganze Länge des Kolbens durchgehend erstreckt, so daß ein Druckausgleich erzielt werden kann.

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Ein Keil bzw. eine Feder 180, welche in dem Rohrteil 170 befestigt ist und in einen längsschlitz des Zylinders 12 eingreift, verhindert eine Drehung des Zylinders 12 um die Längsachse. Ähnliche Maßnahmen können auch bei den anderen beschriebenen Ausführungsformen ergriffen werden, bei welchen sich der Zylinder axial bewegt. . ™

Aus den dargestellten Ausführungsbeispielen geht hervor, daß überall im wesentlichen derselbe thermische Motor verwendet werden kann, welcher einmal derart ausgebildet sein kann, daß der Kolben den Ventilverschluß betätigt, und ein andermalcferart, daß der Zylinder den Ventilverschluß betätigt. Gegebenenfalls kann der Zylinder auch selbst an seinem dazu geeigneten Ende den Ventilverschluß bilden. Alle erfindungsgemäßen Anordnungen können denselben thermischen Motor mit vielfältig unterschiedlichen Arten von Ventilen verwenden, und auf der Stromabwärtsseite des Ventil- (

Sitzes kann ein Drosselsteuermittel vorgesehen werden. ,

Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß der Zylinder :

12 eine äußere glatte, zylindrische Fläche aufweist, welche nicht mit irgendwelchen Kühlrippen oder dgl. versehen sein muß, da der erwünschte Hub über eine relativ kleine Temperaturerhöhung in dem ausdehnungsfähigen Material durch die erfindungsgemäße Konstruktion erreicht werden kann. Dadurch sind die Konstruktionen

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nach der Erfindung nicht unnötig kompliziert, da eten

auf besondere Erfordernisse für die Kühlung des thermischen Motors verzichtet werden kann. Obwohl keine unmittelbare Notwendigkeit für die Vorsehung von Kühlrippen auf dem Zylinder 12 besteht, können bei besonderen Konstruktionen, bei denen eine erhöhte Kühlrate erwünscht ist, oder bei denen besondere ingenieurmäßige Überlegungen dazu Veranlassung geben, Kühlrippen natürlich auch vorgesehen werden. Insbesondere kann auch der Kolben 14 alternativ oder zugleich mit dem Zylinder mit Kühlrippen zur Verbesserung der Wärmeabfuhr versehen sein.

Zu bemerken ist auch, daß das obere Ende des Kolbens 14 funktionell mit einem elektrischen Schleifer oder anderen geeigneten,elektrischen oder mechanischen Orts-Sensoren verbunden sein kann, so daß über diese Schleifer oder Sensoren das Ventil in einem Servo-Regelkreis verwendet werden kann.

Erwähnenswert scheint auch noch, daß auch konventionelle Ventile ohne weiteres derart umgebaut werden können, daß sie den erfindungsgemäßen Konstruktionen entsprechen. Es werden dann die konventionellen Betätigungsmittel entfernt und stattdessen die beschriebenen, über den thermischen Motor betätigten Arbeitsmittel eingesetzt.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

( 1.) Ventilanordnung mit einem thermischen Motor, welcher ~~* «inen Außenzylinder mit swei Endwandungen und im Inneren einen Kolben aufweist, wobei Kolben und Zylinder relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) aus sich längs erstreckenden Teilen verschiedenen Durchmessers (16 und 18) besteht, welche fltissigkeitsdicht durch die Endwandungen des Zylinders (12) hindurchtreten,und daß die genannten I Teile unterschiedlichen Durchmessers des Kolbens eine Arbeitsfläche (20) innerhalb des *Zylinders (12) bilden, und daß der thermische Motor (10) innerhalb seines Zylinders (12) ein Material umschließt, welches bei Aufheizung sich ausdehnt, und daß eine Heizung (22) zum Aufheizen des Materials im Zylinder (12) und damit zum Bewirken einer axialen Verschiebung des Kolbens gegenüber dem Zylinder vorgesehen ist, und daß ein Ventilgehäuse (32) vorgesehen ist, welches im Inneren einen Ventildurchgang und einen Ventilsitz (34) aufweist, welcher diesen Durchgang umgrenzt, und daß ein Ventilverschluß (36) vorgesehen ist, welcher durch Aufsitzen auf dem Ventilsitz (34) die Ventilanordnung (30) schließt, und, vom Sitz (34) entfernt, die Ventilanordnung (30T öffnet, und daß schließlich eines der Teile (16 oder 18) des thermischen Motors (10) mit dem beweglichen Verschluß (36) zusammenwirkt, derart, daß der letztere vom Ventilsitz (34) entfernt wird, wenn das ausdehnungsfähige Material innerhalb des Zylinders (12) aufgeheizt wird.

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2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Kolbens (H) mit dem größeren Durchmesser (16 oder 18) im Bereich des beweglichen Verschlusses (36) angeordnet ist, derart, daß er damit während des Abhebens vom Ventilsitz (34) zusammenwirken kann.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (12) eine glatte, zylindrische Außenfläche aufweist, welche frei ist von irgendwelchen Kühlrippen oder dgl., und daß das Ventilgehäuse (32) einen zylindrischen Teil (46) besitzt, welches den Zylinder (12) auf seiner äußeren zylindrischen Oberfläche eng umschließt und aufnimmt.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (32) strömungsauf- und -abwärts Abteile (54 und 56) umfaßt, die jeweils· auf entgegengesetzten Seiten des Ventildurchgangs und des Ventilsitzes (34) angeordnet sind, und weiterhin einstellbare Drosselmittel (58) aufweist, welche innerhalb des Ventilgehäuses (32) in der strömungsabwärts. gelegenen Abteilung 56 angeordnet sind, zum Zwecke .des Drosseins der Flüssigkeitsströmung durch das Ventilgehäuse (32).

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Ventilanordnung nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet» daß das einstellbare Drosselmittel (58) eine zylindrische Verlängerung aufweist, welche in ihrem Inneren den Zylinder (12) des thermischen Motors (10) umfaßt und

enthält. (

Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Kolbens (16 oder 18) mit großem Durchmesser auf den beweglichen Ventilverschluß (36) zu gerichtet ist, derart, daß der letztere ergriffen und von dem Ventilsitz (34) entfernt werden kann, und die Ventilanordnung (30) Federmittel (38) aufweist, welche den beweglichen Ventilverschluß (36) zurück auf den Sitz (34) drücken und über den beweglichen Ventilverschluß (36) auf den Kolbenteil (16 oder 18) einwirken, derart, daß dieser in den Zylinder (12) zurückgedrückt wird, wobei der Zylinder (12) innerhalb des Ventilgehäuses (32) in einer im wesentlichen stationären Position gehalfen wird, derart, daß erssich einer Bewegung während der Verschiebung des Kolbens (16 oder 18) widersetzt«

Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (32) Einstellmittel (5Q) aur. Einstellung der Position des thermischen Motors (12) aufweist, der« art, daß dadurch der Hub einstellbar iatt welchen der Ventilverschluß (36) durchlaufen kann, wenn er durch ■ den Kolben (16 oder 18) bewegt wird·

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8. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Zylinders (12) selbst den von Ventilsitz (68) abhebbaren Ventilverschluß bildet, wobei der Kolben (H) axial stationär im Gehäuse (62) festgehalten ist.

9\ Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel (78) auf den Zylinder (12) einwirken, derart, daß dieser in eine Ventilschließposition gedrückt wird, in welcher Λ&3 entsprechende Ende des Zylinders auf dem Teßtilsitz (68) aufsitzt.

Ventilanordnung .nach Anspxeb 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eorben (14) eine diesen auf der ganzen Länge durchdringende axiale Bohrung (Ha) aufweist.

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